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优化神经网络下阿富汗东北高原寒旱区滑坡危险性评价

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地球科学 2023年第5期48卷 1825-1835页

作者：余波常鸣倪章孙文静徐恒志成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

阿富汗东北部是典型的高原寒旱地区,滑坡灾害发育,除受地形地貌、地质构造、人类活动等因素影响外,还由积雪覆盖、冰雪消融等方面控制;为研究高原寒旱地区滑坡危险性,在遥感解译基础数据上,考虑高原寒旱地区积雪覆盖和冰川活动对滑坡发... 详细信息

阿富汗东北部是典型的高原寒旱地区,滑坡灾害发育,除受地形地貌、地质构造、人类活动等因素影响外,还由积雪覆盖、冰雪消融等方面控制;为研究高原寒旱地区滑坡危险性,在遥感解译基础数据上,考虑高原寒旱地区积雪覆盖和冰川活动对滑坡发育的影响,引入积雪覆盖度和消融水当量两个评价指标,基于证据权‒全连接神经网络模型建立滑坡易发性评价模型,以度日模型、SCS-CN模型建立滑坡危险性评价体系,并根据混淆矩阵对评价模型进行检验;危险性评价结果表明极高危险性区域占全区10.46%,分布灾害面积占比82.71%,主要分布在努尔斯坦省东部库纳尔‒奇特拉尔河段、巴达赫尚省除瓦罕走廊段的中东部高山区和帕尔万省赫尔曼德河段;高危险性区域占全区14.83%,分布灾害面积占比12.11%,主要分布在巴达赫尚省东部区域、努尔斯坦省和帕尔万省西部.检验结果及统计结果均表明结合证据权法取负样本对神经网络精度提升显著;研究成果为阿富汗滑坡灾害早期预警与工程防治提供科学依据.

关键词：阿富汗滑坡高原寒旱区证据权‒全连接神经网络危险性评价灾害地质.

面向工程地质领域的滑坡知识图谱构建方法研究

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武汉大学学报:信息科学版 2023年第10期48卷 1601-1615页

作者：许强崔圣华黄维裴向军范宣梅艾瑛赵伟华罗永红罗璟刘明夏敏王飞彭大雷郑光陈婉琳成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

大数据为滑坡研究带来了新机遇,但由于数据类型复杂、语义关系多样、共享机制不明等问题,对滑坡数据深层挖掘仍然有限,在滑坡研究中大数据优势较难发挥。提出一种面向工程地质领域的滑坡知识图谱构建方法,抽取、融合、结构化多源异构滑... 详细信息

大数据为滑坡研究带来了新机遇,但由于数据类型复杂、语义关系多样、共享机制不明等问题,对滑坡数据深层挖掘仍然有限,在滑坡研究中大数据优势较难发挥。提出一种面向工程地质领域的滑坡知识图谱构建方法,抽取、融合、结构化多源异构滑坡知识,实现对滑坡知识大数据的询查、关联和推理。采用自顶向下和自底向上结合方法,划分滑坡概念和本体,形成以滑坡野外调查、滑坡评价、滑坡类型、滑坡地貌特征、滑坡形态特征、滑坡致灾信息、滑坡活动状态、滑坡成因机制、滑坡稳定性分析方法、滑坡防治措施10大类知识为基础的滑坡知识体系,建立了包括概念层、属性层、关系层、规则层、实例层的知识图谱模式层;从广阔数据源抽取滑坡知识信息、建立语义网络,对冗余知识进行融合,构建了知识图谱数据层;利用Neo4j平台存储滑坡知识,实现了知识可视化与检索,为滑坡机理研究与防灾减灾提供新思路、新方法。所提的滑坡知识图谱构建方法可拓展到其他类型灾害知识图谱研究,并与其他学科领域产生联系,促进学科深度交叉与融合。

关键词：知识图谱知识体系滑坡 Neo4j图数据库

四川珙县下软上硬山岭地貌斜坡地震动响应特征

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地质科技通报 2023年第2期42卷 279-287页

作者：赵方彬王运生寇瑞斌毕杨杨向超成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育,为了揭示这类坡体地震动的响应特征,在珙县五同村安置了强震监测仪,对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测,并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明:①地震动响应规律有极强的方向性和距... 详细信息

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育,为了揭示这类坡体地震动的响应特征,在珙县五同村安置了强震监测仪,对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测,并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明:①地震动响应规律有极强的方向性和距离性。2次地震相距监测站台的方向和距离不同,使M s 4.0级地震的峰值加速度和阿里亚斯强度反而比M s 3.2级地震小。②0~30 Hz的地震波在低地山岭的高陡临空面附近有放大效应。1^(#)监测点的主频小于3^(#)与5^(#)监测点,3^(#)监测点的主频最高。5^(#)点的幅值范围为0.018~0.055 m/s^(-2),3^(#)点幅值范围为0.036~0.087 m/s^(-2),3^(#)点相较于5^(#)点,其三向最高幅值同比放大了1.58~2.0倍。③泥质砂岩的主频为4.8~8.4 Hz,灰岩的主频为5.5~21.4 Hz,不同的岩层共振频率不同,灰岩对地震波的选频放大效应强于泥质砂岩。④地震波在不同高程的山岭斜坡部位具有选择放大作用,在一定范围内高程越大地形放大效应越明显。

关键词：珙县地震斜坡地震动响应地震方向效应放大效应山岭地貌斜坡

基于SBAS-InSAR和光学遥感影像的大型倾倒变形体变形演化

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地质科技通报 2023年第6期42卷 63-75页

作者：杨沛璋崔圣华裴向军何双王慧梁玉飞成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

岷江流域深层不稳定斜坡发育,揭示它们的变形演化特征对于稳定性评价和灾害防治有重要意义。以茂县梯子槽大型倾倒变形体为例,采用SBAS-InSAR监测和光学遥感解译结合的方法,获得变形体地表历史时序形变场。研究表明,梯子槽倾倒变形体前... 详细信息

岷江流域深层不稳定斜坡发育,揭示它们的变形演化特征对于稳定性评价和灾害防治有重要意义。以茂县梯子槽大型倾倒变形体为例,采用SBAS-InSAR监测和光学遥感解译结合的方法,获得变形体地表历史时序形变场。研究表明,梯子槽倾倒变形体前缘表现为垮塌破坏和鼓胀裂解复合破坏模式,垮塌区经历了形变由递增到减弱的破坏过程;在递增阶段倾倒变形体北侧形变量远大于南侧,而形变减弱后在南侧后缘形成了拉应力沉降区(-70.17 mm/a)、前缘因挤压应力集中而鼓胀裂解(-45.94 mm/a);形变减弱后变形体处于蠕变状态(年最大沉降量小于80 mm),但南侧后缘拉陷区与北侧前缘垮塌区形变对降雨和地震响应明显,表现为5~15 mm形变突增和回弹现象。本研究地表位移监测方法可以为形变量级跨度较大的不稳定斜坡演化分析提供参考。

关键词：倾倒变形体 SBAS-InSAR 光学遥感影像追踪解译地震降雨敏感性

一种利用Unity3D模拟崩塌三维运动全过程的方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第12期48卷 1990-1998页

作者：王豪黄健黄祥袁镜清贺子城成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

随全球气候变化,高位崩塌灾害频发,造成了巨大人员伤亡与财产损失。然而,当前崩塌模拟软件尚存明显的不足,如地形精度较低、未考虑岩体结构特征及无法实现块体运动过程中碰撞碎裂等现象,且利用中央处理器(central processing unit,CPU)... 详细信息

随全球气候变化,高位崩塌灾害频发,造成了巨大人员伤亡与财产损失。然而,当前崩塌模拟软件尚存明显的不足,如地形精度较低、未考虑岩体结构特征及无法实现块体运动过程中碰撞碎裂等现象,且利用中央处理器(central processing unit,CPU)的运算效率较低也限制了模拟崩塌的规模。为此,急需一种能更真实反映崩塌运动过程的快速模拟方法。利用无人机摄影技术,结合现场调查,提取危岩岩体结构特征,建立精细化的崩塌地质-力学模型;利用集成PhysX物理引擎与中央处理器-图形处理器(central processing unit-graphics processing unit,CPU-GPU)并行计算能力的Unity3D平台,研发了大规模崩塌运动过程模拟软件,再现崩塌坠落-撞击-碎裂-堆积的全过程;系统可输出崩塌三维运动轨迹、速度、能量及弹跳高度,为崩塌防治设计提供依据。以贵州纳雍谢家岩崩塌为原型案例,开展崩塌运动过程三维模拟与验证,模拟结果显示落石堆积范围与现场调查坡底落石堆积范围较吻合,单体块石运动特征符合现实规律。

关键词：崩塌无人机运动模拟物理引擎可视化

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藏东南多依弄巴流域冰湖溃决危险性评价

地质科技通报 2023年第2期42卷 258-266页

作者：陈兰范宣梅熊俊麟王欣窦向阳成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像... 详细信息

冰湖溃决灾害是指冰湖坝体突然破坏引发溃决洪水或溃决泥石流的现象,对下游人类活动和自然环境造成严重影响。近年来,藏东南地区冰川快速退缩,冰湖数量和规模显著增加,冰湖溃决事件广泛发生。基于1995-2021年多时相Landsat系列遥感影像、Sentinel-2A遥感影像,结合RAMMS水文动力学模型方法,对藏东南地区多依弄巴流域内冰湖、冰川进行动态变化分析,模拟冰崩危险体触发冰湖溃决和冰湖溃决泥石流的演进过程,根据泥石流模拟中的流速和流深对冰湖溃决可能影响的区域进行危险性分区。结果表明:流域内冰川面积由1995年的14.05 km^(2)退缩为2021年的9.43 km^(2),年均退缩率约为0.15 km^(2)/a。流域内共发育3处冰崩危险体,均可能触发冰湖溃决。潜在危险冰湖在全溃情况下,溃决泥石流会冲出沟口堵塞然乌湖湖口和帕隆藏布主河道,对下游居民和道路造成影响,影响范围约4.05 km^(2),其中高危险性区域约2.55 km^(2)。危险性评价结果可为多依弄巴流域未来土地利用规划和防灾减灾提供依据,也能为藏东南地区冰湖溃决型泥石流危险评估提供参考。

关键词：冰湖溃决灾害 RAMMS 危险性评价冰崩藏东南

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滑坡隐患类型与对应识别方法

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第3期47卷 377-387页

作者：许强陆会燕李为乐董秀军郭晨成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

基于"三查"体系的滑坡隐患综合遥感识别工作已在全国范围推广应用并取得一定成效,但随着工作的推进,也暴露出一些亟待解决的问题,比如隐患究竟如何定义、有哪些类型、有何针对性的识别技术和方法,以及下一步工作重点是什么等。总结大量... 详细信息

基于"三查"体系的滑坡隐患综合遥感识别工作已在全国范围推广应用并取得一定成效,但随着工作的推进,也暴露出一些亟待解决的问题,比如隐患究竟如何定义、有哪些类型、有何针对性的识别技术和方法,以及下一步工作重点是什么等。总结大量实践案例,进一步明确了滑坡隐患的定义,并将滑坡隐患分为正在变形区、历史变形破坏区和潜在不稳定斜坡3类,提出了针对不同类型滑坡隐患的识别技术和方法。正在变形区主要利用光学遥感和合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术相结合进行识别,历史变形破坏区可利用光学遥感和机载激光雷达技术(light detection and ranging,LiDAR)进行识别,而潜在不稳定斜坡靠遥感和传统调查手段很难识别,需大力发展航空-半航空物探技术,快速查明斜坡地下结构,尤其是基覆界面空间展布和地下水状况,通过稳定性的量化分析来圈定危险区域和具体部位。

关键词：滑坡隐患类型综合遥感技术早期识别三查体系 InSAR LiDAR

基于遥感技术估算藏东南山区地下水径流模数方法

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地球科学 2022年第2期47卷 642-651页

作者：张家森许模张强漆继红王杨双夏强成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

如何科学评估野外场地条件下的地下水径流模数对于满足工程水文地质需求具有重要应用价值.结合现场调查、遥感解译和气象水文观测等技术手段,通过建立线性回归模型,开展了帕隆藏布流域场地条件下的地下水径流模数估算研究.结果表明:研... 详细信息

如何科学评估野外场地条件下的地下水径流模数对于满足工程水文地质需求具有重要应用价值.结合现场调查、遥感解译和气象水文观测等技术手段,通过建立线性回归模型,开展了帕隆藏布流域场地条件下的地下水径流模数估算研究.结果表明:研究区具有典型的季节性积雪融雪规律.冬季积雪在夏季大量融化产流,作为地下水的一个额外补给源.去除融雪产流对径流模数影响后,研究区岩浆岩裂隙型、变质岩裂隙型、碎屑岩裂隙型、碳酸盐岩-碎屑岩裂隙溶隙型含水介质地下水径流模数分别在1.081~2.792 L/s·km^(2)、1.833~3.225 L/s·km^(2)、1.128~2.889 L/s·km^(2)、3.455~3.879 L/s·km^(2)之间.估算结果显示本文所建立的地下水径流估算模型可作为藏东南地区及类似条件区域地下水径流模数估算新方法,为雅鲁藏布江下游梯级开发等大型基础工程提供重要的水文地质参数支撑.

关键词：遥感技术线性回归地下水径流模数藏东南水文地质

石英砂剪切带内部结构演化特征的环剪试验研究

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成都理工大学学报(自然科学版) 2023年

作者：高欣李延黄之辉周力赵建军地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)

滑坡的宏观力学特性往往受滑带内部微观结构的影响，因此深入研究滑带内部微观结构的演变规律对于滑坡研究具有重要意义。本文通过石英砂环剪试验，模拟了剪切作用下颗粒状滑带的形成演化过程，利用X射线计算机断层成像系统（CT）及图... 详细信息

滑坡的宏观力学特性往往受滑带内部微观结构的影响，因此深入研究滑带内部微观结构的演变规律对于滑坡研究具有重要意义。本文通过石英砂环剪试验，模拟了剪切作用下颗粒状滑带的形成演化过程，利用X射线计算机断层成像系统（CT）及图像处理技术，定量分析剪切带内部结构演变特征。研究结果表明：随着剪切位移增大，颗粒破碎导致剪切带内细颗粒逐渐增多，最终形成上下两层的细颗粒较少，而核心层细颗粒富集的三层剪切带结构；剪切位移达到25 m时，细小颗粒在核心层两侧边界聚集形成细颗粒带，越靠近核心层边界细颗粒占比和颗粒磨圆度越大；剪切位移增大至100 m时，细颗粒带内形成两层连续发育细颗粒聚集的剪切滑动面。以上发现对于深入理解滑带的形成演化机制及内部结构的演变规律具有十分重要的意义。

关键词：滑坡滑带环剪试验石英砂 CT扫描